轨道交通建设风险集成管理模式及管理平台研究

缪 杰

（上海申通地铁集团有限公司建管中心，上海 200030）

1 概述

据不完全统计，2011年～2018年期间，国内城市轨道交通事故共发生190 起（图1），其中基坑工程与区间工程为事故主要集中工点类型，事故数量分别占总体的51%与32%，死亡人数分别占总数的55%、37%。因此有效的对轨道交通建设中的基坑工程、盾构工程以及冻结工程进行科学评估与管控是实现轨道交通建设风险管理的重点。

图1 各类工点类型死伤人数

随着上海轨道交通建设规模的不断扩大，针对基坑工程与区间工程的事故隐患也逐步凸显，“十三五”建设中[1]，45 座车站与运营车站交叉施工且周边环境复杂，风险管理难度大；56 个区间穿越居民小区及市政重大设施，沉降变形控制要求高；18 座车站位于电力高压走廊下方、10 座车站处于高压燃气管保护范围内、8 座车站紧贴大口径雨污水管，管线保护制约严苛。

上海轨道交通针对本轮建设风险管理的特点，探索轨道交通建设安全管理新模式，提出了轨道交通建设风险集成管理模式。在工程建设前期对工程风险源进行辨识，确定关键风险节点和工程风险等级。同时健全管理规章制度，并在工程实施阶段，采用多种信息化手段进行风险管控，为降低事故概率，完成建设目标提供全过程安全保障。

2 轨道交通建设风险分析与评估

2.1 风险源分析

城市轨道交通施工工程风险主要来源于工程工况条件、水文地质条件、工程建设周边环境制约三个方面。工程的本体特征，施工工艺技术、机械设备、施工组织方案、前道工序质量等各项因素皆将成为实际建设中风险来源的一部分[2]；水文地质条件是轨道交通建设的基本风险来源，上海土质为含水量高的软质黏土，同时存在承压水，明暗浜等不良地质条件，加大了施工难度；环境方面，上海轨道交通建设的主要区域集中于居民密集区，施工范围内存在大量建（构）筑物，环境风险控制极为重要；从工序上讲，基坑工程的开挖过程、盾构工程的始发接收及穿越、冻结工程的钻孔开挖都是各自的风险关键环节。

2.2 轨道交通建设风险评估

（1）影响范围：受轨道交通建设影响范围主要可以分为主要影响区与次要影响区。基坑工程以基坑边缘距离的不同进行划分，划分标准依据基坑设计深度；盾构工程及冻结工程影响区划分可依据当地水文地质条件及施工方法进行具体分析。（2）工程本体风险：上海轨道交通建设工程风险评估标准以具体存在问题为导向，在工程实施之前，结合上海地区特有的水文地质条件及城市环境特点制定出上海轨道交通施工工程的本体风险。基坑工程以所处水文地质条件、基坑开挖宽度、基坑纵向长度以及逆筑工况等作为本体风险等级标准；盾构工程以隧道掘进断面所遇不良地质、隧道覆土、隧道长度、隧道平面曲率半径以及上下叠交工况等作为本体风险等级标准；冻结工程则以冻结体所处水文地质条件、工程类型、隧道线间距以及交叉施工情况作为本体风险等级标准。（3）工程环境风险：环境风险控制着重于对影响区内环境因素的变形控制，进行全过程监控，采取精细化施工。以上海为例，环境风险分为三个等级，对于主要影响区内存在既有轨道交通设施，道路隧道，重要建（构）筑物，重要市政设施及市政管线，河流，湖泊为一级环境风险。对于主要影响区内存在一般建（构）筑物，一般市政设施；次要影响区内存在既有轨道交通设施，道路隧道，重要建（构）筑物，重要市政设施及市政管线，河流，湖泊为二级环境风险。对于主要影响区、次要影响区内存在一般建（构）筑物、一般市政设施及市政管线为三级环境风险。（4）风险等级评定：将本体风险与环境风险组成综合风险矩阵，得到综合风险等级表，如表1 所示。

表1 上海市轨道交通施工风险评估等级表

3 轨道交通风险集成管理体系

3.1 轨道交通风险管理组织架构

风险管理贯穿建设的全过程和全方面，所有参与上海轨道交通工程项目建设的各方均纳入工程风险管理网络，项目公司是其所承接建设工程的风险管理工作的责任主体。在集团层面由建管中心牵头，规划技术部协助，项目公司全面负责所承接建设工程的风险管理，施工现场参建的施工单位、监理单位、专业分包单位等其他参建各方均应成立风险控制小组。

在设计阶段，以总体设计单位为主，项目公司牵头协调负责工程风险及重大市政工程交叉施工节点的梳理、评级工作，明确工程的风险等级、风险点、风险期，并按照文件要求，梳理、明确市政重大工程交叉点。在施工阶段，以施工现场监理单位的总监理工程师作为建立风险管控体系的第一责任人，总包单位应在施工阶段根据不同风险等级对应的风险控制要求，实施工程风险过程控制工作。

3.2 轨道交通建设预报警流程

上海轨道交通建设根据各参建单位责任，明确各方预报警处置流程，对风险事件进行控制及闭环处理，具体流程如下：以五方参建单位（业主代表、施工单位、设计单位、监理单位与监测单位）为施工现场巡视主体，将各项监测数据上传至远程监控平台进行分析，异常触发后，由项目公司根据现场情况进行预警决策并协调现场参建各方进行处置，同时上报集团建管中心。集团建管中心将警情上报集团，听从集团领导层统一决策指挥，分层采取风险防范措施。当现场防范措施无法有效排除安全隐患时，建管中心将升级警情等级，并按照集团应急预案进行处置，直至警情解除。

3.3 轨道交通建设制度建立

以上海申通地铁集团发布的《上海轨道交通建设工程风险办法》为框架，结合六项针对性管理制度共同对轨道交通建设进行管控。

（1）《致命性风险管控办法》与《险长制》分别对致命性风险关键节点与风险关键节点提出具体管理措施。（2）《诚信记分制》是对制度落实的检查与惩戒手段。“百日安全大检查”围绕两项风险管理制度进行系统隐患排查，同时辅以“视频点名”督促制度落实。（3）建立清单制度，以风险清单、责任清单、追责清单系统、全面地指导以上制度的开展。

4 多元信息化集成管理模式

为了完善轨道交通建设全方位管理，上海轨道交通积极探索运用信息化，智能化等技术手段推动项目创新管理。以远程监控平台对各项变形数据进行自动监测分析，实现信息化管理。针对基坑工程、盾构工程、冻结工程这三类重点工点类型，分别引入自动伺服支撑系统、盾构管控平台以及测温系统进行监管，以多源信息技术为强化风险控制提供新的支撑。

4.1 远程监控平台

上海地铁施工风险信息化工作建立在远程监控平台数据分析及风险信息管理的基础之上。第三方监测单位须建立风险管控现场管理体系，落实责任人，在监测实施过程中监测单位须在监测工作完成后的2 小时内把真实、可靠的监测数据及时传输、上报至数据平台。监测数据经过平台后台分析，形成异常提示推送，经人工根据工程情况进行核实分析，将异常情况上报集团建管中心与项目公司。此外，远程监控平台将风险评级结果、风险清单信息与监测数据联动，实现变形指标自动排名，风险信息自动汇总，同时也为其他系统的接入提供了基本的工程风险信息，是信息集成化管控的中心系统。

4.2 全球眼

上海轨道交通建立“全球眼”视频监控体系，覆盖地下车站（车站主体、出入口、风井）、停车场，贯穿工程土建和安装装饰全过程。结合“全球眼”视频监控工作实行的分级管理，即集团统筹协调、项目公司监督落实和施工现场实施监控的三级管理体制，为扫清管控盲区，夯实现场管理，提供全方位技术支持。

4.3 自动伺服系统

传统基坑围护大多采用钢支撑围护，具有预应力损失大、易变形、预应力补偿具有滞后性等缺点，无法满足对位移、形变量控制要求较高的基坑围护要求。2018年上海轨道交通建设超过40%的基坑应用了自动伺服系统，是基坑变形控制工作中最有效的技术措施之一。自动伺服系统在应用过程中，能将轴力、千斤顶位移、温度等信息进行记录与传输，借助自动伺服系统数据，有助于对基坑围护支护体系整体稳定性的进一步判断，起到控制基坑变形、保护周边重要建（构）筑物的目的。

4.4 盾构管控平台

通过开发基于云平台的数据采集系统，盾构管控平台实现了对不同品牌、不同类型盾构数据的集中管理。上海轨道交通盾构管控平台于2017年开展试点工作，2018年推广应用，2018年至今，所有盾构全部受控。通过盾构管控平台对盾构机姿态实时监控，有效防止了轴线偏差过大的质量事故，提高了盾构施工的质量及风险控制水平。

4.5 测温系统

轨道交通工程中旁通道及部分暗挖工程采用冻结法施工，冻结帷幕质量是开挖安全重要保障。而冻结温度是把控整个冻结工程的关键，一旦温度上升，土体承载力下降，极易发生事故。通过测温系统的建立，实时对测温孔温度进行监测，防止由于各类问题导致土体温度上升，对风险进行提前预判，及时控制风险的发生。

4.6 GIS、AQI 的应用

以GIS 地理信息系统作为对数据处理结果、信息集合理念以及多维数据之间关联的呈现载体。通过平面地理及风险管理路线两个维度将全网络建设信息综合展现，并对用地范围，使用影响区等内容清晰展现，方便了对工程环境风险的把控；AQI 即通过地理平台直观显示施工区域空气质量，可视化的突显当前施工空气污染的关注重点，对于数据超标工程，可进行及时干预，降低工程对周边环境的扬尘影响。

5 结论

本文以轨道交通建设风险集成管理为出发点，平台建设为目标，对轨道交通建设工程中事故特征展开分析，明确风险高发工程类型。结合各个工程的工艺特性、所处水文地质条件以及周边毗邻的建（构）筑物影响，建立了上海轨道交通风险集成评估标准，为轨道交通建设风险提供科学、有针对性的评估指南。同时，通过不断完善轨道交通风险集成管理体系，明确组织构架与参建各方的“权，责，利”，建立轨道交通建设预报警流程与制度规范，形成符合风险集成模式的工作流程。此外通过基坑工程以自动伺服系统、盾构工程以盾构管控平台，旁通道工程以自动测温系统为核心的控制体系，及全球眼视频监控等其他辅助手段形成集成化管理平台。通过风险集成管理模式的不断完善，上海轨道交通“十三五”建设与“十二五”建设相比，基坑平均变形指标与盾构平均底层损失率都得到提升（图2）。风险指数也从“十二五”期间的1.3，降低至0.2，警情数量显著减少，安全风险与质量均有明显提升。

图2“十二五”建设与“十三五”建设指标对比

目前，现有的信息化技术手段还主要是针对基坑、盾构、旁通道等工程进行数据监测，未来将引入3G 系统与GREATA 系统，逐步涉及合同、进度、投资等方面，使数据信息更加多元，风险管控更加全面，为将来风险管控领域的智慧扩展提供了可能性。同时，也将促进参建各方共同参与，提高对工程安全的整体把握，形成质量安全文明的目标群。